图像传输技术应用论文提纲

论文题目：球载观测系统的无线图像传输技术研究

摘要：系留气球观测系统是一种新型的观测平台,其上搭载观测载荷是实现长周期远距离观测功能的一种新手段,无线通信是观测载荷与地面控制中心进行图像传输的重要手段之一。为提高系留气球观测系统图像传输的可靠性以及环境适应性,本文围绕系留气球观测系统的无线图像传输系统的设计与实现展开研究,在现有光纤图像传输之外开发一种灵活、高速率、稳定、适应性较好的无线图像传输平台。本课题以软件无线电理念为导向,对系留气球观测系统的无线图像传输平台进行设计与实现。将硬件平台与相关技术相结合,研发出一种轻量化且具有较好的灵活性、开放性、易升级性的软件无线电平台。为实现系留气球观测系统的轻量化无线图像高速稳定传输,提出了ZYNQ+AD9361硬件架构和基于正交频分复用技术的IEEE802.11a标准的物理层来完成无线图像传输平台的设计。该平台将ZYNQ的ARM良好的系统控制性能、FPGA的实时数据处理能力、AD9361全可编程灵活配置的特点以及OFDM技术的抗多径衰落和高频谱利用率的特性进行融合,优势互补,以实现高速、灵活、稳定的图像传输。设计并实现了ZYNQ与AD9361射频前端的数字接口、基于IEEE802.11a标准的基带处理器物理层以及ZYNQ处理器系统与基带处理器物理层之间的数据传输通道。在ZYNQ的可编程处理系统的ARM中移植了嵌入式Linux操作系统,并针对该系统完成了对AD9361配置的应用程序开发、物理层管理以及与上位机和摄像机的数据交互。在数字基带处理器的设计中,对于不同的系统应用需求,可以实现BPSK、QPSK、16QAM、64QAM调制方式的自由切换,并对原有基带处理器的结构进行了优化和改进,节约了FPGA资源,提高了处理器的数据处理效率。无线图像传输的引入,实现空中系留气球观测平台与地面控制中心点对点的无线图像传输,增强了系留气球观测系统图像传输的可靠性。实验表明,该通信平台结合了软件无线电系统灵活性配置和正交频分复用技术频谱利用率高以及抗多径效应等优点,能够随着系留气球观测系统应用于各种复杂环境。

关键词：系留气球;OFDM;ZYNQ;AD9361;软件无线电

学科专业：仪器仪表工程（专业学位）

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论

1.1 课题的研究背景及意义

1.2 无线图像传输的研究现状

1.2.1 国外无线图像传输的发展现状

1.2.2 国内无线图像传输的发展现状

1.3 论文主要研究内容

第二章 软件无线电平台设计

2.1 软件无线电台基础理论

2.1.1 软件无线电的特性分析

2.1.2 软件无线电平台的基本结构

2.1.3 IEEE802.11a物理层概述

2.1.4 OFDM技术与无线图像传输

2.2 平台总体方案

2.2.1 需求分析

2.2.2 方案设计

2.3 平台的硬件架构

2.3.1 ZYNQ-7000板卡结构

2.3.2 AD9361捷变收发器

2.4 底层数字接口API

2.4.1 DMA控制器设计

2.4.2 AD9361寄存器配置

2.4.3 AD9361数据接口设计

2.5 平台处理系统

2.5.1 平台启动

2.5.2 平台系统

2.6 平台界面

2.7 应用程序开发

2.7.1 通道模块网络通信协议

2.7.2 发送端软件流程

2.7.3 接收端软件流程

2.8 本章小结

第三章 IEEE802.11a基带处理器发射端设计

3.1 扰码模块的设计

3.1.1 扰码模块的原理

3.1.2 扰码模块设计

3.2 信道编码

3.2.1 卷积码原理

3.2.2 IEEE802.11a的卷积编码

3.2.3 卷积编码模块设计

3.3 交织

3.3.1 IEEE802.11a中的交织

3.3.2 Signal域数据交织原理

3.3.3 Data域数据的交织原理

3.3.4 交织器设计

3.4 调制

3.4.1 调制原理

3.4.2 调制模块的设计与实现

3.5 插入导频

3.5.1 导频的位置与极性

3.5.2 导频插入模块设计

3.5.3 导频模块的优化

3.6 IFFT模块

3.6.1 IFFT/FFT在OFDM系统中的应用

3.6.2 运用IP核实现IFFT/FFT

3.7 插入循环前缀

3.8 发射端功能测试

3.9 本章小结

第四章 IEEE802.11a基带处理器接收端设计

4.1 IEEE802.11a中的同步

4.1.1 分组检测

4.1.2 符号同步

4.1.3 载波同步

4.2 信道估计与均衡

4.2.1 信道估计频域的设计原理

4.2.2 频域上信道估计与均衡设计方法

4.2.3 信道估计与均衡设计

4.3 剩余相位跟踪

4.3.1 剩余相位跟踪的原理

4.3.2 剩余相位跟踪设计

4.4 解调

4.4.1 解调原理

4.4.2 动态星座图调整

4.4.3 解调模块设计

4.5 解交织

4.5.1 解交织的原理

4.5.2 解交织模块设计

4.6 Viterbi译码

4.6.1 Viterbi译码器原理

4.6.2 Viterbi译码器设计

4.7 解扰码

4.7.1 解扰原理

4.7.2 解扰器模块设计

4.8 接收端功能测试

4.9 本章小结

第五章 系统通信实验

5.1 无线通信平台信道性能测试

5.1.1 接收信号功率谱密度

5.1.2 信道估计

5.1.3 星座映射图

5.2 功能实现

5.3 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 全文总结

6.2 工作展望

参考文献

致谢